Prova Controle Continuo_2024_Exercícios

Prévia do material em texto

<p>Questão 1/12 - Controle Contínuo</p><p>Um dos aspectos importantes para a construção do lugar geométrico das raízes é o ponto de saída</p><p>do eixo real. Caso a planta possua polos reais, e entre eles seja lugar das raízes, eles irão convergir</p><p>para um ponto comum sobre o eixo real e a partir dele, se tornam complexos conjugados e se</p><p>deslocam em direção aos zeros. Tudo isso, mediante o aumento do ganho. Dado um sistema com</p><p>realimentação unitária, cuja função de transferência direta é</p><p>Calcule o ponto de saída dos polos do eixo real.</p><p>A -3,874</p><p>B -5,567</p><p>C -7,732</p><p>1 of 8</p><p>D</p><p>-4,268</p><p>Você assinalou essa alternativa (D)</p><p>E -5,671</p><p>Questão 2/12 - Controle Contínuo</p><p>Além dos controladores proporcional, proporcional-integral e proporcional-integral-derivativo, por</p><p>exemplo, outros controladores clássicos podem ser implementados. É possível implementar outros</p><p>controladores clássicos, dos quais derivam os demais controladores. Estes controladores são o</p><p>atraso de fase, o avanço de fase, e o atraso e avanço de fase. O circuito a seguir se refere a uma</p><p>estrutura que pode ser implementada como sendo um atraso ou avanço de fase.</p><p>Com base no circuito mostrado na figura, encontre a função de transferência EO(s)/Ei(s) do</p><p>compensador por avanço ou atraso de fase.</p><p>Questão 3/12 - Controle Contínuo</p><p>Considere que uma planta em malha fechada foi submetida ao método de Ziegler-Nichols em malha</p><p>fechada para sintonia de um compensador PID. Com base na tabela utilizada por este método,</p><p>encontre os valores de Kp, Ti e Td, sendo o ganho crítico igual a 150 e o período crítico igual a 20ms.</p><p>A Kp = 40,5 ; Ti = 16,66 ms ; Td = 0 ms</p><p>B</p><p>Kp = 90 ; Ti = 10ms ; Td = 2,5 ms</p><p>Você assinalou essa alternativa (B)</p><p>C Kp = 40,5 ; Ti = 10 ms ; Td = 2,5 ms</p><p>D Kp = 90 ; Ti = 16,66 ms ; Td = 2,5 ms</p><p>E Kp = 40,5 ; Ti = 10 ms ; Td = 0 ms</p><p>Questão 4/12 - Controle Contínuo</p><p>2 of 8</p><p>Para o circuito elétrico a seguir obtenha a função de transferência da tensão de saída, Vo(s), para a</p><p>entrada, Vi(s), ou seja Vo(s)/ Vi(s).</p><p>Questão 5/12 - Controle Contínuo</p><p>O controlador PID é considerado um controlador clássico, pela literatura de sistemas de controle.</p><p>Este controlador pode ser implementado por capacitores e resistores associados a um amplificador</p><p>operacional. Além disso, há também a flexibilidade que permite com que a partir deste controlador,</p><p>seja implementado o controlador do tipo proporcional-derivativo, retirando a parcela integral, e</p><p>também o controlador proporcional-integral, retirando a parcela derivativa, conforme mostra a</p><p>figura a seguir.</p><p>Tendo como base o circuito do compensador do tipo proporcional-integral, a alternativa que</p><p>corresponde a função de transferência dada pela relação entre a tensão de saída e a tensão de</p><p>entrada.</p><p>Você não pontuou essa questão</p><p>Questão 6/12 - Controle Contínuo</p><p>Uma planta aplicada a um sistema em malha fechada, pode não resultar em um desempenho que</p><p>satisfaça os requisitos do processo. Neste caso, para melhorar o desempenho do sistema como um</p><p>todo, é possível utilizar compensadores que alterem a saída do sistema e para que o resultado seja</p><p>satisfatório. Entre os mais utilizados estão os de avanço de fase, atraso de fase, e avanço e atraso de</p><p>fase. Tendo como base o funcionamento destes compensadores, analise as afirmativas e assinale a</p><p>alternativa correta.</p><p>I. O compensador por avanço de fase tem a função de diminuir o tempo do regime transitório.</p><p>II. O compensador por avanço e atraso de fase possui 2 polos e 1 zero na sua função de</p><p>transferência.</p><p>3 of 8</p><p>III. O compensador por atraso de fase diminui o erro em regime permanente.</p><p>IV. Os compensadores por atraso e por avanço de fase possuem 1 zero e 1 polo na sua função de</p><p>transferência.</p><p>V. O compensador por atraso de fase insere um polo na origem do plano complexo.</p><p>A Somente as afirmativas III, IV e V estão corretas.</p><p>B Somente as afirmativas II, III e IV estão corretas.</p><p>C</p><p>Somente as afirmativas I, III e IV estão corretas.</p><p>Você assinalou essa alternativa (C)</p><p>D Somente as afirmativas I, II e V estão corretas.</p><p>E Somente as afirmativas I, II e IV estão corretas.</p><p>Questão 7/12 - Controle Contínuo</p><p>Nos segmentos industriais, há maquinas que exigem precisão e processos que exigem um sistema</p><p>de controle preciso e confiável. Esses sistemas podem possuir uma função de transferência de</p><p>ordem superior, dependendo da complexidade do processo. Entretanto, boa parte dos processos a</p><p>serem controlados são sistemas de 2ª ordem, e estes possuem características específicas de</p><p>operação e uma resposta ao impulso conforme mostrada a seguir.</p><p>Com base no texto e pela análise da figura, chegamos as seguintes conclusões</p><p>I . Trata-se de um sistema de segunda ordem subamortecido, onde os polos são complexos</p><p>conjugados.</p><p>II. A resposta da figura necessita a inclusão de um controlador para eliminar o erro frente a uma</p><p>entrada do tipo degrau unitário.</p><p>III. Considerando que a resposta da figura é um sistema de 2ª ordem na forma padrão, se a entrada</p><p>for do tipo rampa, os polos se posicionarão do lado esquerdo do plano s.</p><p>IV. O sobressinal é diretamente proporcional ao coeficiente de amortecimento, e aumenta até o</p><p>4 of 8</p><p>ponto em que o sistema se torna oscilatório, quando os polos ficam sobre o eixo imaginário.</p><p>É correto o que se afirma em</p><p>A II, apenas.</p><p>B I e II, apenas.</p><p>C III e IV, apenas.</p><p>D</p><p>I e III, apenas.</p><p>Você assinalou essa alternativa (D)</p><p>E apenas I, III e IV.</p><p>Questão 8/12 - Controle Contínuo</p><p>Os sistemas de controle são classificados de acordo com diferentes aspectos. Levando em</p><p>consideração tais aspectos, analise as afirmativas e assinale a alternativa correta.</p><p>I. Em sistemas de tempo contínuo, os valores de todas as variáveis são conhecidos em qualquer</p><p>instante de tempo.</p><p>II. Os sistemas MIMO (Multiple Input – Multiple Output) podem ser sistemas discreto, variantes</p><p>no tempo e não-lineares</p><p>III. Um sistema não-linear é representado por equações diferenciais lineares com coeficientes</p><p>constantes.</p><p>IV. Os sistemas de tempo contínuo, são chamados de sistemas discretos.</p><p>V. O sistema de controle de carros autônomos é um exemplo de controle de um sistema variante no</p><p>tempo.</p><p>A</p><p>Somente as afirmativas I, II e V estão corretas.</p><p>Você assinalou essa alternativa (A)</p><p>B Somente as afirmativas I, II e III estão corretas.</p><p>C Somente as afirmativas II, III e IV estão corretas.</p><p>D Somente as afirmativas III, IV e V estão corretas.</p><p>E Somente as afirmativas I, IV e V estão corretas.</p><p>Questão 9/12 - Controle Contínuo</p><p>Dada a função de transferência</p><p>Analise as afirmativas e assinale a alternativa correta:</p><p>I. A função transferência G(s) influencia diretamente os sinais X(s) e Y(s).</p><p>II. Na função de transferência G(s), Y(s) é o sinal de saída e X(s) é o sinal de entrada.</p><p>z...</p><p>5 of 8</p><p>III. Ao conhecer os sinais Y(s) e X(s) é possível determinar a função de transferência da planta,</p><p>G(s).</p><p>IV. Conhecendo G(s) o comportamento do sinal de saída pode ser definido em função do sinal de</p><p>entrada.</p><p>V. O grau da função de transferência G(s) pode variar de acordo com o sinal entrada.</p><p>A Apenas as afirmativas I, II e III estão corretas.</p><p>B</p><p>Apenas as afirmativas II, III e IV estão corretas.</p><p>Você assinalou essa alternativa (B)</p><p>C Apenas as afirmativas I, II e IV estão corretas.</p><p>D Apenas as afirmativas III, IV e V estão corretas.</p><p>E Apenas as afirmativas II, IV e V estão corretas.</p><p>Questão 10/12 - Controle Contínuo</p><p>Embora seja bastante robusto e de fácil implementação, o compensador PID apresenta variações na</p><p>sua estrutura, dando origem aos controladores PID modificados. Entre as inúmeras configurações</p><p>possíveis, pode-se destacar os compensadores PI-D e I-PD. Em relação a estes controladores, e ao</p><p>PID clássico, analise as afirmativas e assinale a alternativa correta.</p><p>I. No controlador PID clássico, cada parcela possui um ganho, não sendo possível utilizar um único</p><p>ganho para as três parcelas.</p><p>II. No compensador I-PD as parcelas P e D tem como entrada o sinal de erro.</p><p>III. O compensador PI-D tem como um dos objetivos, atenuar o efeito do salto de valor de</p><p>referência.</p><p>IV. O compensador PI-D tem</p><p>o sinal de erro como entrada das parcelas integral e proporcional, e o</p><p>sinal de realimentação como a entrada da parcela derivativa.</p><p>V. Mesmo possuindo funções de transferência e arranjos distintos, o compensador PID clássico,</p><p>possui as mesmas características dos compensadores PI-D e I-PD.</p><p>A As afirmativas III, IV e V estão corretas.</p><p>Você assinalou essa alternativa (A)</p><p>B As afirmativas II, III e V estão corretas.</p><p>C As afirmativas I, II e III estão corretas.</p><p>D As afirmativas I, IV e V estão corretas.</p><p>E As afirmativas I, IV e V estão corretas.</p><p>Questão 11/12 - Controle Contínuo (questão opcional)</p><p>Os controladores proporcional, integral e derivativo podem ser implementados isoladamente ou</p><p>juntos, de modo a combinar as suas características para que um sistema em malha fechada possua</p><p>6 of 8</p><p>um desempenho satisfatório. Com base nesta afirmação, analise as afirmativas a seguir e assinale a</p><p>alternativa correta.</p><p>I. Normalmente, os compensadores integral e derivativo são implementado juntamente com uma</p><p>parcela proporcional, formando os controladores PI e PD.</p><p>II. O compensador PID, formado atua sobre o regime transitório, permanente, e aumenta a</p><p>robustez do sistema em malha fechada frente a variações paramétricas.</p><p>III. O compensador proporcional isoladamente não possui capacidade de diminuição do erro em</p><p>malha fechada.</p><p>IV. O compensador PID alia as características dos compensadores proporcional, integral e</p><p>derivativo.</p><p>V. O controlador PID, é um controlador que mantém estável o sistema em malha fechada, mesmo</p><p>sem o desempenho desejado, frente a qualquer variação paramétrica da planta controlada.</p><p>A As afirmativas I, II e III estão corretas.</p><p>B As afirmativas II, III e V estão corretas.</p><p>C As afirmativas I, II e V estão corretas.</p><p>D</p><p>As afirmativas I, II e IV estão corretas.</p><p>Você assinalou essa alternativa (D)</p><p>E As afirmativas I, III e IV estão corretas.</p><p>Questão 12/12 - Controle Contínuo (questão opcional)</p><p>Obtenha as funções de transferência X(s)/F(s) para o sistema mecânico de translação a seguir.</p><p>7 of 8</p>